美人蕉生态护坡对径流污染净化作用的初步研究

2010-04-10月,研究了合肥市南淝河美人蕉生态护坡对河道的水质改善作用。试验用水取自南淝河,TSS、TN、NH4+-N、TP和COD的平均浓度分别是94.1,5.42,2.98,0.202和55.5 mg/L,河水经流生态护坡后,相应的平均去除率分别为:76.4%,45.6%,57.5%,40.1%和29.0%。另外,考察了植物对土壤微生物(细菌、真菌、放线菌)数量的影响,美人蕉护坡微生物的数量显著多于无植物坡岸(p<0.01),微生物总数分别为:3.17×107和0.830×107cfu/g。由此,植物护坡兼具净化和生态景观效应。     

厌氧环境下美人蕉根表铁膜对重金属积累转运的影响

根表铁膜作为污染物进入植物体内的门户,对植物修复重金属污染底泥起着重要作用.有机物降解消耗DO导致的底泥厌氧环境会显著影响根表铁膜的形成,并改变重金属的生物地球化学特征,从而影响重金属污染底泥的植物修复效果.为了探讨底泥厌氧环境中植物根表铁膜对重金属积累和转运的影响,采用向底泥中投加蔗糖模拟底泥厌氧条件的方法,测定不同底泥厌氧水平下挺水植物美人蕉（Canna indica）的生物量、根表铁膜和植物组织内重金属的含量.结果表明:①底泥厌氧环境不利于美人蕉对Cd、Cr、Cu、Ni、Pb和Zn的吸收,随着厌氧程度的增加,美人蕉对重金属的吸收量逐渐减少.②底泥厌氧环境能促进根表铁膜的形成及其对Cr和Ni的富集,重度厌氧环境中根表铁膜的含量为（10.40±0.30）g/kg（以根干质量计）,但厌氧环境抑制了铁膜对Cd、Pb和Zn的富集.③底泥厌氧环境不利于Ni从根表铁膜转运至植物组织,但轻度厌氧环境能促进Cr和Zn从根表铁膜转运至根系,且底泥厌氧环境对Cd、Pb和Cu的迁移转运无显著影响.研究显示,底泥厌氧环境促进了植物根表铁膜的形成,根表铁膜对重金属积累和转运的影响因底泥厌氧水平和重金属元素种类不同而不同.      

响应面法优化美人蕉净化硝态氮条件的研究

研究旨在优化人工湿地中美人蕉净化硝态氮的最佳组合条件。该研究采用单因素实验考察湿地系统中甲醇浓度(A)、硝酸盐浓度(B)及处理时间(C)对美人蕉吸收硝态氮的影响,在此基础上,利用Design-Expert软件并采用CCD设计三因素五水平的响应面分析法,对美人蕉净化硝态氮条件进行优化。研究表明当甲醇预处理浓度为2.75mM,预处理时间4 h,硝酸根离子浓度为38mg/L时,美人蕉吸收硝酸根离子的效率可达最大,最大吸收效率为0.062mg/(L·g)FW。在实际应用中,可依据试验结果对种植美人蕉的湿地系统施用甲醇,调整系统中硝态氮的浓度,以促进美人蕉对湿地系统中硝态氮的吸收。     

鱼塘水面无土栽培美人蕉研究

１９９０年起,采用浮床无土栽培技术在鱼塘水面种植陆生植物美人蕉（Ｃａｎａ ｇｅｎｅｒａｌｉｓ Ｂａｉｌｅｙ）。结果表明,美人蕉对水栽表现出良好的生态适应性,水栽美人蕉单位面积生物产量比陆栽增加了５０％左右,开花量增加近１倍,水栽美人蕉花期比同期的陆栽美人蕉延长２１ｄ。水栽美人蕉的良好适应性还表现在它的分枝根多,根系活力强,白根所占比例较高。图１表４参５     

美人蕉对西安护城河水体净化功能的初步研究

以西安护城河污染较严重的北门段水体为研究对象,利用浮床技术种植美人蕉净化重污染水体。研究表明,美人蕉对西安护城河北门段河水TN、TP、COD、NH3-N等的去除率分别为77.4%、89%、93%、97%;这为利用美人蕉浮床系统对西安市护城河水体修复提供了科学依据。     

植物对氮、磷去除效果及克藻效应的研究

于夏季，在实验室和莫愁湖现场，开展了苦草和美人蕉对氮、磷去除效果及克藻效应的研究，结果表明，无论是在现场还是实验室，苦草和美人蕉对总氮、总磷都有明显的去除效果，且随着时间的增加，去除率也随之增大。在实验与现场条件，美人蕉与苦草对总氮和总磷的去除率之间没有显著差异。苦草和美人蕉都对蛋白核小球藻和铜绿微囊藻两种藻类表现出显著的抑制作用，但在实验与现场条件下，美人蕉和苦草对两种藻类的抑制效应存在着显著差异，而对于藻种则二者均表现出一定的选择性抑制作用。     

美人蕉根系对铜绿微囊藻的化感作用

通过在铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)培养物中添加美人蕉(Canna indica)种植水的方式,研究了美人蕉种植水对铜绿微囊藻的抑制效应. 结果表明:①以蒸馏水培养3 d收集获得的美人蕉种植水对铜绿微囊藻的生长有明显的抑制作用; 在与铜绿微囊藻共培养20 d后,美人蕉种植水对铜绿微囊藻的抑制率最高可达64.4%,对照组铜绿微囊藻中ρ(Chla)是种植水的1.98倍. ②美人蕉种植水(根系分泌物)中有乳酸、己二酸、棕榈酸、乙二醇和硬脂酸等10种脂肪酸,其根系提取物中有乳酸、3-儿茶酚乳酸、亚油酸和棕榈酸等19种物质. ③美人蕉种植水和根系提取物中乳酸含量均最高,美人蕉根系提取物中化合物种类多于种植水,美人蕉种植水中绝大部分化合物在其根系提取物中均可找到. 推断美人蕉自身代谢产生的化感物质释放于水体中,可有效抑制铜绿微囊藻的正常生长.      

美人蕉在镉污染土壤中的植物修复研究

通过盆栽实验,研究了美人蕉在镉污染土壤中的生长特征及对镉的吸收规律和修复能力。结果表明,在土壤中含镉质量浓度为0～5mg/kg时,美人蕉生物量有小量上升。随时间延长和土壤镉浓度增大,镉对美人蕉生长的抑制程度增强。美人蕉对镉的富集规律表现为根>茎>叶。在含镉5mg/kg的土壤中生长2个月,美人蕉可从土壤中带走的镉量为3.60t/(hm2·月)。美人蕉适合种植于低浓度污染土壤,在镉污染环境的修复方面具有良好的应用前景。     

菲胁迫下湿生植物美人蕉(Canna indica)对斜生栅藻(Scenedesmus obliquus)生长的影响

多环芳烃有机污染物的环境问题日益严重,亟待需求从群落及生态系统的角度进行毒理学复合危害效应的研究。本文采用以美人蕉(Canna indica)种植根区水培养斜生栅藻(Scenedesmus obliquus)的方式,观察菲胁迫下其生长的变化。结果表明,美人蕉种植根区水对斜生栅藻生长具有化感效应,且表现为"低促高抑"的现象。而在菲胁迫下,种植根区水比例为15%和30%时随着菲浓度的增加,生长促进作用增强,且在菲浓度为1 mg·L-1出现最高值;在100%种植根区水时随着菲浓度的增加生长抑制作用增强。说明,菲胁迫使美人蕉种植根区水对藻类的化感效应增强。进行逻辑斯谛生长拟合发现,30%、1 mg·L-1处理组种群内禀增长率最高,斜生栅藻种群出现暴发增长的生态风险最大。     

不同生育期美人蕉-微生物修复富营养化水体

生物修复水体富营养化,尤其是植物和微生物联合修复为目前水体富营养化治理方面的研究热点。不同生育期植物和微生物联合修复鲜见报道。研究不同生育期美人蕉和固定化微生物对富营养化水体的联合修复作用。结果表明,营养生长期和开花期美人蕉-微生物组处理前3天,富营养化水体中不同形态氮和磷浓度快速下降,用于美人蕉生长发育。从富营养化水体氮去除效果来看,营养生长期美人蕉-微生物联合处理去除效果略好于开花期,对磷的去除效果相反。美人蕉吸收氮元素为营养器官利用,其营养器官全氮增长量与生殖器官（花）形成显著差异（P<0.05）。花是美人蕉全磷含量最高、全磷增长量最高的器官,其全磷含量和全磷增长量与营养器官均形成显著差异（P<0.05）。实验结果表明,不同生育期美人蕉-微生物联合处理对氮和磷的吸收利用存在差异。